[发明专利]一种SAPO-5分子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SAPO-5分子筛的制备方法，具体地讲是涉及一种液相晶化法制备SAPO-5的方法。

背景技术

磷酸硅铝分子筛是1982年由美国UCC公司开发的一类具有潜在用途的分子筛催化剂，其骨架呈负电性，因此具有可交换的阳离子，并具有质子酸性。由于磷酸硅铝(SAPO)分子筛具有新型的晶体结构、良好的热稳定性及水热稳定性，已被广泛应用于石油化工和石油加工过程中。SAPO-5分子筛属于一种具有新型3D微孔的磷酸硅铝晶体，它的晶体结构与AlPO₄-5是相似的，具有SiO₄、AlO₄和PO₄四面体结构，属于大孔沸石，可用作吸附剂、催化剂和催化剂载体，尤其在烃类的裂解、烷基化和异构化中表现出良好的催化性能。因此，SAPO-5分子筛作为一种新型的催化材料，引起国内外学术界和工业界的广泛重视。

传统的制备SAPO-5分子筛的方法是水热合成法，目前关于水热合成法合成SAPO-5分子筛已有不少报道，如高大维等，“正己烷在不同硅含量SAPO-5分子筛上的裂化反应特征”，催化学报，1997.1，Vol.18，No.1，pp.68-71；肖天存等，“硅源及晶化时间对SAPO-5分子筛结构及性质的影响”，催化学报，1998.3，Vol.19，No.2，pp.140-143；肖天存等，“硅源及晶化时间对SAPO-5分子筛模板剂、酸性及催化性能的影响”，催化学报，1998.3，Vol.19，No.2，pp.144-148；刘国珍，“SAPO-5分子筛的酸性及异构化性能”，分子催化，1999.2，Vol.13，No.1，pp.49-53。但采用水热合成法制备分子筛的过程中容易发生粘壁现象，需要在高压反应釜内衬聚四氟乙烯套才能进行，制备过程复杂，而且模板剂是无法分离出来，只能当作废液倒掉既会造成环境污染，又造成原料的浪费。

近几年发展起来的气相晶化法是制备沸石分子筛的有效方法，但在磷酸硅铝分子筛的合成方面报导的还不多，气相法可以大幅度减少有机模板剂的使用量，省去了产品与母液分离的繁杂步骤；不会产生大量废液，便于进行连续生产，有机模板剂可以重复使用等优点。中国专利公开号为CN1363519、CN1363519和CN1693202报导了使用气相法制备SAPO分子筛的方法。但该方法与水热合成法相比，存在结晶度相对较低，制备的分子筛硅铝比、磷铝比合成范围较小，设备复杂，不易放大等缺点。

发明内容

本发明克服了现有技术水热合成法和气相晶化法存在的不足，提供了一种制备工艺简单、设备要求较低、结晶度好、可回收模板剂的制备SAPO-5分子筛的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的发明人在现有技术的基础上进行了大量的研究和创造性的劳动，研制出了一种用液相晶化法制备SAPO-5分子筛的方法，其具体步骤如下：

①将硅、铝和磷的前体物质加入水中，搅拌，制得分子筛的前体溶胶，硅、铝和磷的前体物质分别以SiO₂、Al₂O₃和P₂O₅计，加入各组分的摩尔比为：SiO₂：Al₂O₃：P₂O₅：H₂O＝(0.1-2.0)：1.0：(0.1-2.0)：(10-300)；

②将步骤①中得到的分子筛前体溶胶搅拌2~5h后，升温至50℃~100℃，继续搅拌至溶胶中的水分蒸干得干胶；

③将步骤②中得到的干胶粉末和有机胺模板剂的水溶液置于反应釜内，在120℃220℃下，密封反应48h-120h，冷却，过滤得到固体样品，所述的干胶粉末与有机胺模板剂的质量比为1：(0.55)；

④将步骤③中得到的固体样品洗涤、干燥后于450℃~650℃下焙烧0.5h~10h，即可得到SAPO-5分子筛。优选焙烧温度为500℃-600℃，焙烧时间为4h~6h。

所述前体物质加入水中的优选顺序为硅、铝、磷的前体物质，加入方式为等到前一种物质混合均匀后再加入后一种物质。

所述硅的前体物质为硅溶胶、硅凝胶、二氧化硅或正硅酸乙酯中的一种或其中几种的混合物。

所述铝的前体物质为拟薄水铝石、异丙醇铝、氢氧化铝或氧化铝中的一种或其中几种的混合物。

所述的步骤③中的冷却是在自然状态下冷却。

所述磷的前体化合物为质量百分比50％~85％的正磷酸。